責任式約束下集群內企業協同創新博弈分析研究
——以長三角地區新能源企業為例

楊成龍，謝榮見，賈玉財

(安徽工程大學 管理工程學院，安徽 蕪湖 241000)

近年來，新型產業集群內各方主體選擇協同創新已然成為科技創新的新趨勢，集群內各主體通過共同合作、共擔風險和共享收益，從而提高產業集群技術創新效率水平，這是一種可以提高核心競爭力的新型創新模式。然而在協同創新過程中會存在某些企業認知不充分，追求短期利益，缺乏自主創新意識等問題，導致創新效率停滯不前。一些學者認為政府作為政策的“制定者”可以行使對企業策略選擇進行引導、監督的權力，但是僅僅只靠政府參與監督集群企業協同創新略顯吃力。 一方面由于監管成本、重視程度等因素，政府會對企業選擇協同創新策略存在監管不力的現象；另一方面由于信息的不完全對稱，企業會追求利益至上的原則不會積極參與創新。隨著國家對技術創新的重視，學者提出了多主體共同參與下的企業協同創新策略選擇，從而使得各主體朝著更理想的演化狀態進行。

目前，國內市場經濟不斷完善的過程中，高新技術企業存在融資難、制度設計與政策支持不完善、創新資金配置效率低、創新風險高、創新主體缺乏足夠的誠信等問題。韓瑩等提出了政府監管下的正式契約與非正式組織監管下的隱形契約能夠對集群企業的合作創新產生良好的約束作用。Casari等提出了選擇適當的懲罰力度可以促進集群內企業之間相互合作，共同懲罰能帶來有益的效果。為了有效推進各主體之間向理想化模式演化，徐建中等運用博弈論探索政府、企業和消費者三方主體的演化路徑。另外，企業為了牟取利益，存在一些機會主義行為，曲國華等將公眾監督作為第三方主體，構建政府、企業和公眾三方演化博弈模型，從而解決企業失信情況下對環境造成的潛在影響。集群內企業會受到政府部門制定的政策制度的約束，也會受到行業內非正式組織或者是公眾參與下的監管約束，從而減少企業在追求自身利益最大化時存在的失信行為，營造良好的合作創新氛圍。

綜合上述研究，大多數文獻主要以公眾作為監督主體，但均未意識到公眾監督屬于自發性行為，而且并不能實時地、準確地掌握到具體信息進而約束企業協同創新過程中存在的失信行為。因此研究提出的在政府支持下新能源產業聯盟和行業協會等組織設立的第三方監管機構(以下簡稱“第三方”)可以彌補這一缺點，從而構建政府、企業、第三方的三方主體演化博弈模型，結合長三角新能源企業協同創新數據進行數值分析，研究結論對于如何促進新能源集群企業協同創新、信息技術交流具有一定參考意義。

1 集群企業協同創新演化博弈模型

集群內企業創新過程中研發成本、期望收益會影響其策略選擇，汪萬等認為公眾作為參與主體，可以監督企業之間是否參與協同創新，從而構建了政府、企業和公眾三方主體的演化博弈模型。研究結果表明，相對于其他參與主體，政府、公眾對于企業創新過程中的行為策略影響較大。韓瑩等研究顯示，政府部門的正式契約、非正式組織的隱形契約會對企業間的創新合作產生約束作用。研究基于汪萬和韓瑩等的研究，創新性地提出了在政府引導下新能源產業聯盟集群、行業協會等組織設立第三方監管機構來代替公眾這一主體，相較于公眾監督，第三方監管機構具有及時、靈活、迅速的優點，并且更具專業性，能夠熟悉情況及時發現問題，便于迅速處理。因此，研究構建企業、政府和第三方監管機構三方主體博弈演化模型，探索政府和第三方部門責任式約束下對企業協同創新過程中的行為策略的選擇。基于汪萬、韓瑩等基本假設條件較為復雜作出簡化，給出以下假設。

(1)參與主體。假設集群內企業、政府和第三方參與主體在追求自身利益最大化的情況下，均是有限理性的個體。在演化博弈過程中，企業選擇創新的策略集為(協同，不協同)，其采取“協同” 創新的概率為

x

(0≤

x

≤1)，采取“不協同” 創新的概率為1-

x

；政府選擇“監管”的概率為

y

(0≤

y

≤1)，選擇“不監管”的概率為1-

y

；第三方選擇的策略集為(履行，不履行)，其采取“履行”的概率為

z

(0≤

z

≤1)，其采取“不履行”的概率為1-

z

。(2)與企業相關假設。集群企業間的協同創新必然會產生一定的成本

ω

，其中包括研發成本、合作成本等，當企業在創新過程中存在失信的行為時，為了獲得更多的利益，則會相應減少成本，此時成本為

kω

，其中0

<k<

1，但是會受到政府和第三機構的雙重壓力造成一定損失

q

、

q

。(3)與政府相關假設。政府在監管企業創新行為的過程中會產生一定成本

g

，并且給予一定的資金來維持第三方監管機構的運行；當企業采取“協同創新”策略時會給予補貼

n

，但是企業出現失信行為時，政府會得到企業繳納的罰金

q

、

q

；企業間的協同創新過程會給政府帶來收益

p

。(4)與第三方相關假設。第三方在履行監督職責時會投入一定成本

d

，當第三方履行監督職責并且能夠有效監督企業的失信行為，此時會得到政府相應的獎勵

n

。另外第三方不僅要履行監督職責，而且要與政府形成相互制約的作用，如果第三方監管機構不履行監管職責要向政府繳納罰金

q

。企業采取協同創新時會給第三方監管機構帶來收益

s

。

綜合上述參數選擇以及基本假設條件，從而構建了企業、第三方和政府三方演化博弈研發創新收益支付矩陣，如表1所示。

表1 新能源企業、政府和第三方演化博弈收益支付矩陣

E

=yz(m

-

ω

+

n

)

+

y(

1-

z)(m

-

ω

+

n

)

+

(

1-

y)z(m

-

ω)

+

(

1-

y)(

1-

z)(m

-

ω),

(1)

企業選擇采取“不協同創新”策略的期望收益如式(2)所示。

E

1-

=yz(m

-

kω

-

q

-

q

)

+

y(

1-

z)(m

-

kω

-

q

)

+

(

1-

y)z(m

-

kω

-

q

)

+

(

1-

y)(

1-

z)(m

-

kω),

(2)

新能源企業平均收益如式(3)所示。

(3)

根據Malthusian動態方程理論可得，新能源企業復制動態方程

F(x)

如式(4)所示。

(4)

E

=xz(p

-

g

-

g

-

n

-

n

)

+

x(

1-

z)(p

-

g

-

g

-

n

+

q

)

+

(

1-

x)z(q

-

n

-

g

-

g

)

+

(

1-

x)(

1-

z)(q

+

q

-

g

-

g

),

(5)

政府采取“不監管”策略的期望收益如式(6)所示。

E

1-

=xzp

+

x(

1-

z)p

,

(6)

根據Malthusian動態方程理論，可得政府的復制動態方程

G(y)

如式(7)所示。

(7)

E

=xy(s

+

n

-

d)

+

x(

1-

y)(s

-

d)

+

(

1-

x)y(s

+

n

-

d)

+

(

1-

x)(

1-

y)(s

-

d),

(8)

第三方監管機構選擇采取“不履行”策略的期望收益如式(9)所示。

E

1-

=

-

xyq

-

(

1-

x)yq

,

(9)

根據Malthusian動態方程理論可得

,

第三方監管機構的復制動態方程

Q(z)

如式(10)所示。

(10)

將式(4)、式(7)和式(10)聯立復制動態方程組如式(11)所示。

(11)

2 模型分析

2.1 關于企業的演化分析及結論

由上述的結果可知企業的復制動態方程為：

F(x)=x(

1-

x)[(q

+

n

)y

+

zq

-

(

1-

k)ω],

為了便于分析，令

(1)若

z=z

，則

F(x)

≡0，由此可知企業采取任意比例“協同創新”策略的主體都處于穩定狀態。(2)若

z

≠

z

，令

F(x)=

0，得到

x=

0

,x=

1是兩個穩定點。對

E(X)

求導如式(12)所示。

(12)

根據以上分析，企業動態趨勢示意圖如圖1所示。由圖1可以看出，該空間被分為

V

、

V

兩個部分，當企業策略的初始狀態處于

V

空間時，

z>z

，

x=

1是均衡點，企業會采取“協同創新”策略

,

即第三方監督力度增加時，企業參與協同創新的比例也會相應地增加。當企業策略的初始狀態處于

V

時，

z<z

，

x=

0是均衡點，企業會采取“不協同創新”策略。當第三方監管機構監督力度減小時，企業追求自身的利益原則，其選擇協同創新比例相應減少。因此，企業的策略選擇與第三方監管機構監督力度呈正向關系。

圖1 企業動態示意圖

命題

1 當

n

、

q

、

q

值至少有一個增大，企業的策略選擇趨向于1，即企業會選擇參與協同創新的比例增大，反之亦然。

政府加大對于存在失信行為的企業懲罰力度或增加對協同創新企業的政策補貼，均會使得企業采取更趨向于 “協同創新”策略。反之，當企業的初始狀態處于

V

空間時，

α=

0是均衡點，此時企業會采取“不協同創新”策略

,

即企業采取“不協同創新”策略獲得額外收益大于選擇采取“協同創新”獲得的補貼時，企業會存在投機主義，從而追求自身的利益。

2.2 關于政府的演化分析及結論

政府的復制動態方程組為：

G(y)=y(

1-

y)[(

-

n

-

q

)x

-

(n

+

q

)z

+

q

+

q

-

g

-

g

]

，

為了便于分析，令

(1)若

z=z

，則

G(y)=

0，這說明此條件下所有水平都處于穩定狀態，即政府無論是選擇監管還是不監管，政府的策略都不會隨時間而發生變化。(2)若

z

≠

z

，令

G(y)=

0，得到

y=

0

,y=

1是兩個穩定點。對

G(y)

求導如式(13)所示。

(13)

根據以上分析，政府動態趨勢示意圖如圖2所示。由圖2可知，當政府策略的初始狀態處于

V

空間時，

z>z

，

y=

0是均衡點，此時政府會選擇“不監管”策略。即第三方參與監督的力度增加時，政府對企業監管力度相應減小，趨向于采取“不監管”策略。當政府策略的初始狀態處于

V

空間時，

z<z

，

y=

1是均衡點，此時政府采取“監管”策略。在政府加大對企業的監管力度時，則第三方參與監督的比例相應減少。

圖2 政府動態趨勢示意圖

命題

2 當

q

增大時，政府的策略選擇會趨向于1，即政府參與監管企業的比例增大。

由于長三角地區新能源集群企業分散，情況比較復雜，政府采取“監管”策略所付出的成本不容小覷，再加上企業追求短期的經濟增長，實現自身的利益最大化，均會影響政府的策略選擇。

2.3 關于第三方的演化分析及結論

第三方的復制動態方程組為：

Q(z)=z(

1-

z)[y(q

+

n

)

+

s

-

d]

，

為了便于分析，令

(1)若

y=y

，則

Q(z)=

0，這說明此條件下所有水平都處于穩定狀態，即第三方監管無論是選擇“履行”或“不履行”，第三方的策略都不會隨時間而發生變化。(2)若

y

≠

y

，令

Q(z)=

0，得到

z=

0

,z=

1是兩個穩定點。對

Q(z)

求導如式(14)所示。

(14)

由上述分析，同理可得：

根據以上分析，第三方監管機構動態趨勢示意圖如圖3所示。由圖3可知，該空間被分為

V

、

V

兩個部分，當第三方初始狀態處于

V

空間時，

y<y

，

z=

0是均衡點。這說明第三方 “履行職責”策略是無效的。當政府參與監管的比例加大時，第三方選擇參與監督。當政府監管力度減小，那么第三方相應加大對企業監管力度。

圖3 第三方監管機構動態示意圖

當第三方監管機構的初始狀態處于

V

空間時，

y<y

，

z=

1是均衡點，那么第三方監管機構“履行職責”是有效的。這表明當政府參與監管比例增大時，迫于政府的壓力第三方逐漸加大對企業監督力度。

命題

3 當

d

值增大，第三方的策略選擇趨向于0，即第三方履行監管職責的比例相應地減小。

第三方監管成本和政府補貼對第三方策略的選擇均具有一定的影響。如果第三方監管機構履行職責時，付出的監管成本

d

變高或所獲得政府的補貼

n

減少時，

y

隨之增大，此時空間

V

的面積擴大，第三方監管機構更傾向于不履行監管職責；若第三方監管機構獲得政府補貼增加，橫截面向后移動，空間

V

面積增大，此時第三方監管機構會履行監管職責。

3 集群企業協同創新數值分析

長三角作為經濟最發達以及最具有競爭力的區域之一，集聚了華能、國家電投、國家能源等一批央企和行業龍頭企業。隨著一體化的進程，長三角新能源企業于2018年12月總資產達到5 601.7億元，新能源企業研發經費投入達到117.34億元，主營業務收入為2 863.1億元。政府相關部門為協同創新的企業設立專項扶持基金，用于鼓勵企業積極參與協同創新以及減少企業參與研發創新成本。據相關資料顯示，截止2018年末企業研發投入成本為2 254.3億元，主營業務利潤率為21.7%，資產收益率為5.8%。目前，長三角協同創新取得了突破性進展，其中技術資產率(發明專利、重大理論項目和關鍵核心技術等)為3.6%，較2017年上升0.1個百分點。結合長三角新能源企業協同創新實際情況，根據Friedman的方法理論18-19以及李林20對博弈模型的賦值方法，對各主體相關變量初始參數值提出如下假設(統一單位為百萬元)：企業參與協同創新成本

ω=

100，會得到政府相應的獎勵

n

=

150，同時第三方也會得到相應收益

s=

30。企業不參與協同創新其成本降低為

kω

，其比例系數為

k=

0.5，但會受到政府和第三方雙重壓力造成損失為

q

=

150、

q

=

150；政府參與協同創新成本為

g

=

50，政府對于第三方給予一定資金支持為

g

=

50；第三方參與協同創新成本

d=

10，會得到政府相應獎勵

n

=

25，當第三方不履行監督職責，會受到政府的懲罰

q

=

25。通過上述初始值設置，研究運用Matlab軟件對各主體演化路徑、政府的補貼政策以及懲罰力度進行分析。

3.1 政府策略數值分析

不同初始狀態下政府監管對演化路徑的影響如圖4所示。由圖4可知，當企業和第三方初始參與比例保持在0.5和0.1時，政府的初始參與意愿比例從0.4向0.9提高，即政府開始提高監管力度時，企業參與協同創新收斂速度明顯變快，第三方履行監督職責收斂速度也相對提升。仿真結果表明，政府初始參與比例提高時，

x

收斂于1的速度迅速加快，

z

收斂于1的速度也得到一定提升，隨著第三方參與比例趨向1的時候，政府開始慢慢放手，第三方逐漸代替政府肩負起監督責任，最終三方穩定策略點收斂于

(

1

,

0

,

1

)

。這說明在當前長三角新能源集群企業協同創新過程中，政府參與監管能夠發揮其主導作用，對雙方施加監管壓力能夠促進企業積極參與協同創新，第三方主動履行監督職責。

圖4 不同初始狀態下政府監管對演化路徑的影響

3.2 第三方監管機構數值分析

不同初始狀態下第三方監管機構對演化路徑的影響如圖5所示。由圖5可知，當企業和政府參與比例保持不變，第三方監管機構參與意愿從0.1向0.4提高時，政府參與意愿呈現明顯下降的趨勢，最終趨向于0，企業參與意愿速度基本保持不變，最終趨向于1。仿真結果顯示，當第三方履行監督職責時，政府選擇不去監管，企業選擇協同創新，最終三方參與意愿收斂于

(

1

,

0

,

1

)

，即第三方主動分擔政府參與監管的壓力，促使企業提高合作創新的積極性。近年來在長三角一體化發展背景下，政府意識到新能源企業在協同過程會存在眾多現實問題，因此

,

在政府引導下新能源產業聯盟、行業協會等具有監管作用的第三方組織相應成立，根據上述分析可知，第三方的確能夠有效地幫助政府約束企業協同創新過程中存在的失信行為。

圖5 不同初始狀態下第三方監管機構對演化路徑的影響

3.3 政府獎懲策略對三方博弈演化行為的影響

政府對企業補貼與懲罰力度的變化對演化路徑的影響如圖6所示。由圖6可知，在企業、第三方參與意愿比例不變的情況下，當政府對企業補貼

n

、懲罰

q

由原來的150提高到200，企業參與比例收斂于1 的速度明顯加快；政府參與比例迅速下降后緩慢上升再迅速下降，最后收斂于0；第三方參與意愿由下降到回升的時間迅速縮短。仿真結果顯示，當政府相應地加強了對企業的補貼與懲罰力度，企業、政府和第三方穩定策略趨向

(

1

,

0

,

1

)

。這表明在長三角各方主體協同創新時，政府增加對企業的補貼與懲罰值時，企業參與協同創新所獲得的收益超過心理期望和不協同創新所造成損失過大時，企業最終會考慮在有理性的情況下選擇協同創新策略。政府的補貼政策發揮了重要作用，企業參與意愿表現非常強烈，第三方也獲得了企業協同創新反饋的收益，其參與意愿明顯加強，而政府由于前期資金補貼、監管成本投入較多，其參與意愿前期出現明顯下滑趨勢，接著政府獲得集群企業協同創新產生相應收益，其參與意愿出現了回升，最后第三方逐漸肩負起監督職責時，政府選擇慢慢放手，參與意愿呈現緩慢下降的趨勢。

圖6 政府對企業補貼與懲罰力度的變化對演化路徑的影響

3.4 三方主體數值分析

企業、政府和第三方監管機構隨著時間

t

推移的演化路徑如圖7所示。由圖7可知，三方主體最終演化策略為

(

1

,

0

,

1

)

，即企業選擇協同創新、政府不參與監管、第三方履行監督職責。仿真結果符合上述的理論分析，前期企業參與意愿呈現S型波動趨勢，主要原因是政府一開始能夠發揮主導作用，政府制定的獎懲制度使得企業參與意愿呈現上升的趨勢，隨著第三方積極接手監督職責，雖然短期內由于市場監管力度不大、相關政策補貼減少和協同創新成本過高等因素導致企業會表現出懈怠狀態，但第三方逐漸發揮市場監督的主導作用，企業意識到協同創新重要性，其參與意愿積極性顯著增強，參與比例

x

最終趨向于1。

綜合以上分析可以看出，長三角新能源集群企業協同創新過程中政府應當積極發揮其主導作用，出臺一系列補貼政策鼓勵企業積極參與協同創新，對于失信企業也應給予一定的懲罰。另外，還要完善法律法規從而切實保障第三方監管機構監督的權威性，實現長三角新能源集群中企業參與協同創新、第三方履行監督職責、政府不選擇監管的最終穩定策略。

圖7 三方主體最終演化策略

4 結論與建議

研究結果顯示，政府和第三方參與意愿都能對企業失信行為進行約束，并提高企業參與協同創新的積極性；政府的獎懲政策不僅能夠激勵企業參與合作創新，而且保障第三方監管機構正常運行以及發揮自身監督作用。集群企業在協同創新發展初期，首先，政府應當發揮其主導作用，制定相應適合新能源集群企業的發展政策，約束企業自私、失信等行為。因為集群企業發展初期，政府參與意愿提高對于引導企業參與合作創新起到重要作用，不僅讓企業意識到協同創新重要性，也規范企業在此過程中存在的不良行為，從而營造出產業集群良好的協同創新氛圍；其次，長三角地區涉及江蘇省、浙江省、安徽省和上海市三省一市，其區域涉及面廣闊，特別是新能源集群企業布局亂、分布散，政府對于企業之間的創新活動不好統一管理，而第三方監管機構了解企業之間的協同創新情況，掌握一手信息，能夠及時約束企業協同創新過程中存在的不良行為。因此，要制定相關法律法規保障第三方監管機構的合法性，切實發揮其監督作用。最后，在政府和第三方責任約束下，企業之間的協同創新能夠在公平、公正的良好環境中進行信息的交流、溝通，杜絕不誠信行為的發生，提高企業之間的交易效率21-22。